上海市徐汇区上海第四中学2025届物理高二上期末综合测试试题含解析

上海市徐汇区上海第四中学2025届物理高二上期末综合测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、导体中电流I的表达式为I=nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是（）A.导体运动的速率B.电流传导的速率C.电子热运动的速率D.自由电荷定向移动的速率2、下列说法中不正确的是()A.指南针是利用地磁场来指示方向的B.电动机是利用磁场对电流作用来工作的C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同D.小磁针静止时，N极所指方向就该点磁场的方向3、当气体温度升高时，气体（）A.每个分子的动能增大 B.每个分子的动能减小C.分子平均动能增大 D.分子平均动能减小4、电容器是一种常用的电子元件．对电容器认识正确的是（）A.电容器的电容表示其储存电荷的能力B.电容器两电极正对面积越大，电容越小C.电容器两电极的距离越远，电容越大D.电容的常用单位有μF和pF，1μF=103pF5、理想变压器的原、副线圈的匝数比为1︰10，当这台变压器的原线圈接入电压为220V的交流电时，副线圈的电压为（）A.0 B.22VC.220V D.2200V6、如图所示，当ab端接入100V电压时，cd两端为20V；当cd两端接入100V时，ab两端电压为50V，则R1：R2：R3之比是A.2：1：1 B.3：2：1C.4：1：2 D.以上都不对二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图甲所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，（不计空气阻力），现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能正确的是（）A. B.C. D.8、如图所示，定值电阻R＝20Ω，电动机线圈的电阻R0＝1.0Ω，当开关S断开时，电流表的示数是1.0A．当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数为2.0A．则（）A.电路电压为20VB.电路的发热功率为20WC.电动机的输出功率为19WD.电动机的效率是95％9、如图所示，边长为2L正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一个由某种材料做成的边长为L、粗细均匀的正方形导线框abcd所在平面与磁场方向垂直；导线框、虚线框的对角线重合，导线框各边的电阻大小均为R．在导线框从图示位置开始以恒定速度v沿对角线方向进入磁场，到整个导线框离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是（）A.导线框进入磁场区域的过程中有向里收缩的趋势B.导线框中有感应电流的时间为C.导线框的bd对角线有一半进入磁场时，整个导线框所受安培力大小为D.导线框的bd对角线有一半进入磁场时，导线框ac两点间的电压为10、AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根靠立在导轨上的金属直棒(开始时b离O点很近)，如图所示．它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中a端始终在AO上，b端始终在OC上，直到ab完全落在OC上，整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab棒在运动过程中()A.感应电流方向始终是b→aB.感应电流方向先是b→a，后变为a→bC.所受安培力方向垂直于ab向上D.所受安培力方向先垂直于ab向下，后垂直于ab向上三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学为了测量某灯泡内阻，进行了如下实验：（1）首先用多用电表进行粗测，下列操作步骤正确的是_____A．甲图，机械调零过程中，红黑表笔短接B．乙图，对灯泡电阻进行测量C．丙图，利用所示旋钮进行欧姆调零D．丁图，实验完成后，挡位调至所示位置（2）.选择×10Ω挡位，在正确的操作步骤下，测量灯泡电阻，测量结果如图戊所示，灯泡的电阻为________Ω（3）接下来用如图所示的实物图来测量小灯泡的伏安特性曲线，请根据实物图画出实验电路图_________12．（12分）在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R（1）用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为_____mm（2）若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_____．（选填“偏大”或“偏小”）（3）用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图丙、丁，则电压表的读数为_____V，电流表的读数为_____A四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图甲所示，面积为S的N匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，设垂直线圈平面向外为磁场的正方向。电阻R1、R2，电容C，线圈A的电阻r，B0、t0均为已知量。t=0时刻，闭合开关S。(1)t=时，求通过R2的电流大小及方向；(2)t=t1时刻断开S，求S断开后通过R2的电荷量。14．（16分）如图甲所示，阻值不计的光滑金属导轨在竖直面上平行固定放置，间距d为0.5m，下端通过导线与阻值RL为4Ω的小灯泡L连接，在矩形区域CDFE内有水平向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示，CE长为2m．在t=0时刻，电阻R为1Ω的金属棒以某一初速度从AB位置紧贴导轨向下运动，当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化，g取10m/s2.求：(1)通过小灯泡的电流的大小；(2)金属棒的质量；(3)金属棒通过磁场区域所用的时间15．（12分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。边界MN、PQ关于y轴对称，相距为2d，在MN、PQ两边界之间存在两个匀强磁场，其中JK下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。直线加速器1与直线加速器2关于O点对称，其中心轴线位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量均为m、电荷量均为e的正电子和负电子通过两个直线加速器分别被加速，同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场（负电子即我们通常所说的电子，正电子电性为正）。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上对心碰撞（速度方向刚好相反），可根据入射速度的变化，调节两磁场边界JK与x轴之间的距离h。不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力。请完成如下问题：（1）哪个直线加速器加速的是正电子，说明你的依据；（2）此装置体现了场对带电粒子的控制，请你说明电场和磁场对带电粒子作用的异同点；（3）正、负电子同时以相同速率ν1进入磁场，仅经过JK边界一次，然后在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞。a．试画出负电子的运动轨迹；b．试通过计算求出v1最小值。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】导体中电流I的表达式I=nqSv，式子中的v是自由电荷定向移动的速率；ABC错误；D正确。故选D。2、C【解析】指南针是利用地磁场来指示方向的，选项A正确；电动机是利用磁场对电流作用来工作的，选项B正确；高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转．不同的磁场，所受到的洛伦兹力大小不一，所以在南、北两极最强赤道附近最弱，故C错误；小磁针静止时，N极所指方向就该点磁场的方向，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C.3、C【解析】温度是分子平均动能的标志，当气体温度升高时，气体分子平均动能增大，但并非每个分子的动能都增加或者减小；A．每个分子的动能增大，与结论不相符，选项A错误；B．每个分子的动能减小，与结论不相符，选项B错误；C．分子平均动能增大，与结论相符，选项C正确；D．分子平均动能减小，与结论不相符，选项D错误；故选C.4、A【解析】A．电容器的电容表示其储存电荷的能力，选项A正确；BC．根据，电容器两电极正对面积越大，电容越大；电容器两电极的距离越远，电容越小，选项BC错误；D．电容的常用单位有μF和pF；1μF=106pF，选项D错误；故选A。5、D【解析】根据“理想变压器”，本题理想变压器原副线圈匝数与电压的关系，根据变压器原副线圈匝数比等于电压比即可求解【详解】根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比得：；原副线圈的匝数比n1：n2＝1：10，原线圈接入880V交流电压，则副线圈的电压为：，D正确；6、C【解析】当ab端接入100V电压时，cd两端电压即两端电压为20V，两端电压为40V，，当cd两端接入100V时，ab两端电压即两端电压为50V，两端电压为25V，，A对二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】v0大小不同，洛伦兹力qv0B与重力mg的大小关系不确定，所以有三种可能性。A．若满足，则杆对环无压力，无摩擦力，环做匀速直线运动，故A正确；BC．若满足，则杆对环的弹力向上，竖直方向有滑动过程中，摩擦力阻碍环的运动，环做减速运动，速度越小，洛伦兹力越小，则压力增大，由牛顿第二定律可知，加速度增大，即做加速度增大的减速运动，BC错误；D．若满足，则有滑动过程中，摩擦力阻碍环的运动，环做减速运动，速度越小，洛伦兹力越小，则支持力减小，由牛顿第二定律可知，加速度减小，即做加速度减小的减速运动，当速度减小到某个值使得时，有无摩擦力，不再减速，接下来做匀速直线运动，D正确。故选AD。8、ACD【解析】A：开关S断开时，电流表的示数是1.0A，电路电压．故A项正确B：开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，流过电阻电流不变，电流表的示数为2.0A，则流过电动机的电流，电路的发热功率为．故B项错误C：电动机的输出功率，故C项正确D：电动机的总功率，则电动机的效率．故D项正确9、ACD【解析】根据楞次定律判断感应电流的方向；当磁通量变化时，线框中将产生感应电流；确定出线框有效的切割长度，由公式E=BLv求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，由F=BIL求出安培力，由串联电路的特点求解a、c间的电压【详解】A项：导线框进入磁场区域时磁通量增加，根据楞次定律判断得知产生逆时针方向的感应电流，由于磁通量增大，故线圈由收缩的趋势，故A正确；B项：当线框进入和离开磁场时磁通量变化，才有感应电流产生，所以有感应电流的时间为，故B错误；C、D项：导线框的bd对角线有一半进入磁场时，线框有效的切割长度为：产生的感应电动势为：感应电流为：整个导线框所受安培力大小为：F=BIl=，导线框a、c两点间电压为：U=I•2R=故C、D正确故选ACD【点睛】本题关键要理解“有效”二字，知道感应电动势公式E=Blv中l是有效的切割长度，安培力公式F=BIl，l也是有效长度10、BD【解析】初始，ab与直角行金属导轨围成的三角形面积趋于0，末状态ab与直角行金属导轨围成的三角形面积也是趋于0，所以整个运动过程中，闭合回路的面积是先增大后减小．根据楞次定律的增反减同，判断电流方向先是逆时针后是顺时针，选项A错B对．根据左手定则判断安培力可得安培力先是垂直于ab向下，后垂直于ab向上，选项C错D对三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、①.C②.26③.【解析】（1）甲图，机械调零过程中，不需要红黑表笔短接，选项A错误；乙图，对灯泡电阻进行测量时手不能与表笔的金属部分接触，选项B错误；丙图，利用所示旋钮进行欧姆调零，选项C正确；丁图，实验完成后，挡位应调至交流电压最大档，选项D错误；故选C.（2）灯泡的电阻：2.6×10Ω=26Ω（3）电路如图；12、①.0.697（0.695﹣0.698）②.偏小③.2.60（2.59﹣2.61）④.0.52【解析】（1）根据内接的特点，结合欧姆定律以及串并联电路的特点，即可分析出测量值与真实值之间的关系；（2）先算出电表的分度值，若测量的最小分度为“1“时要估读到下一位，若测量的最小分度为“2“或“5“时读到本位即可【详解】（1）金属丝的直径为：0.5mm+0.01mm×19.8=0.698mm；（2）电流表外接法测量电阻，由于电压表分流的影响，故金属丝电阻的测量结果将比真实值偏小；（3）电压表的分度值为0.1V，要估读到下一位，故其读数为2.60V；电流表选择的是0～0.6A量程，分度值为0.02A，故其读数为0.52A.【点睛】解决本题的关键掌握螺旋测微器和电表的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．读电表读数时要注意计算电表的分度值，然后再确定是否估读，若测量的最小分度为“1“时要估读